Теоретичні основи проектування відрізних фрез
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Теоретичні основи проектування відрізних фрез
|
|
| Creator |
Панчук, Віталій Георгійович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01- процеси механічної обробки, верстати та інструменти.- Національний технічний універститет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2009.Основна ідея роботи полягає у використанні на стадії проектування дискових відрізних фрез підвищенної працездатності та динамічної сталості порівняльної оцінки їх динамічного стану за узагальненим критерієм, який враховує режимні параметри процесу відрізання, конструктивні та геометричні параметри інструменту, профіль, розміри та механічні властивості матеріалу відрізуваної заготовки. Для визначення розрахункових часових залежностей сили різання розроблена математична модель процесу відрізання, яка включає в себе математичну модель контакту фрези і заготовки привідрізанні, теорію визначення площі і товщини зрізвного шару для відрізних фрез довільної конструкції. На основі математичної та імітаційної моделей процесу відрізання виконано розрахунковий експеремент, проведені лабораторні дослідження і виробничі випробування, які показали, що узагальненим критерієм оцінки працездатності фрез на стадії проектування є критерій їх динамічної сталості при кінематичному збудженні в процесі роботи. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.03.01- процессы механической обработки, станки и инструменты. - Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2009. Основная идея работы состоит в использовании на стадии проектирования дисковых отрезных фрез повышенной работоспособности и динамической стойкости сравнительной оценки их динамического состояния по обобщенному критерию, который учитывает режимные параметры процесса отрезания, конструктивные и геометрические параметры инструмента, профиль, размеры и механические свойства материала отрезаемой заготовки. В работе показано, что обобщенным критерием оценки работоспособности фрез на стадии проектирования есть критерий их динамической устойчивости при кинематическом возбуждении в процессе работы, равный максимальному значению амплитуды поперечных вынужденных колебаний фрезы. Уточненный расчет критерия построен на спектральном анализе теоретических временных реализации усилий резания, которые получены в результате имитационного компьютерного моделирования процесса отрезания дисковой фрезой. В ходе выполненой работы впервые на основе унифицированной конструкции зубца отрезной фрезы разработана общая теория определения геометрических параметров отрезных фрез в разных системах координат. Установлено, что в общем случае для отрезных фрез геометрические параметры в статической системе координат отличаются от заданных инструментальных параметров. Определены общие функциональные зависимости для расчета статических геометрических параметров вдоль режущей кромки и на их основе зависимости для отдельных конструкций фрез По результатам вычислительного эксперемента определено влияние инстументальных и конструктивных параметров режущей части фрезы на статические геометрические параметры. Впервые разработана математическая модель кинематического возбуждения дисковой отрезной фрезы в процессе ее работы, которая включает в себя: - математическую модель режущей части отрезной фрезы; - математическую модель контакта фрезы и заготовки при отрезании; - теорию определения площади и толщины срезаемого слоя для отрезных фрез произвольной конструкции; - расчет мгновенных значений силы резания при отрезании фрезами; - уточненный алгоритм определения динамической устойчивости отрезной фрезы по критерию ее динамической устойчивости. С целью определения загрузки отрезной фрезы произвольной конструкции в процессе отрезания заготовки произвольной формы и размеров разработанная математическая модель обеспечивает в произвольный момент времени описание в математическом виде взаимного расположения элементов режущей части отрезной фрезы и заготовки, определения для зуба по ширине фрезирования толщины срезаемого слоя и значений удельных сил резания. Суммарные значения сил резания определяются интегрированием по ширине фрезования. На основе математической модели кинематического возбуждения отрезной фрезы разработана общая имитационная модель процесса отрезания дисковыми фрезами и программное обеспечение для ее реализации в виде двух исполнительных модулей, которые образуют единую информационно-вычислительную систему, или могут функционировать автономно, и включают в себя программные средства: - построения и расчета компьютерной модели отрезной части фрезы произвольной конструкции; - расчета теоретических временных реализаций сил резания при отрезании дисковыми фрезами; - анализа динамического состояния процесса отрезания дисковыми фрезами. Уточнен метод расчета критерия динамической устойчивости дисковых фрез любой конструкции на основе определения вдоль режущей кромки значений кинематической возбуждающей силы изгибающих колебаний диска фрезы, которые возникают в процессе отрезания. Проведен вычислительный эксперемент с целью определения характера влияния конструкции режущей части отрезной фрезы, режимов резания и формы заготовки на значание коэффициента динамической устойчивости. По результатам вычислений и спектрального анализа временных реализаций возмущающей силы установленл, что фрезы с переменным шагом отличаются меньшими значениями динамической составляющей силы резания. Показано также, что форма заготовки существенно влияет на спектральный состав силы резания. На основе машинного эксперемента, лабораторных и производственных испытаний установлена адекватность разработанных теоретических моделей и сособность уточненного критерия динамической стойкости отрезной фрезы выполнять функцию интегрированного показателя качества процесса отрезания. |
|
| Date |
2010-06-13T09:02:33Z
2010-06-13T09:02:33Z 2009 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://ela.kpi.ua/handle/123456789/366
|
|
| Language |
uk
|
|